Индикация радиоактивного загрязнения лесных экосистем в зоне Восточно-Уральского радиоактивного следа методами количественной анатомии древесины

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проанализирована анатомическая структура годичных колец сосны обыкновенной, образованных до и после Кыштымской аварии. У деревьев, растущих ближе к центральной оси Восточно-Уральского радиоактивного следа, отмечено уменьшение числа клеток в годичном кольце, а также снижение диаметра люменов и толщины клеточных стенок. Предполагается, что радиационно-индуцированные повреждения фотоассимиляционного аппарата деревьев привели к нарушениям физиологических процессов, отразившихся в анатомической структуре древесины.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. В. Кукарских

Институт экологии растений и животных УрО РАН

Email: mmodorov@gmail.com
Россия, Екатеринбург

А. В. Комарова

Институт экологии растений и животных УрО РАН

Email: mmodorov@gmail.com
Россия, Екатеринбург

А. Д. Вахрушева

Институт экологии растений и животных УрО РАН

Email: mmodorov@gmail.com
Россия, Екатеринбург

A. Aрцак

Сибирский федеральный университет

Email: mmodorov@gmail.com
Россия, Красноярск

М. В. Модоров

Институт экологии растений и животных УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: mmodorov@gmail.com
Россия, Екатеринбург

Список литературы

  1. Никипелов Б.В., Романов Г.Н., Булдаков Л.А. и др. Радиационная авария на Южном Урале в 1957 г. // Атомная энергия. 1990. Т. 67. № 2. С. 74–80.
  2. Тихомиров Ф.А., Романов Г.Н. Дозы облучения организмов в условиях радиоактивного загрязнения леса // Экологические последствия радиоактивного загрязнения на Южном Урале. М.: Наука, 1993. С. 13–20.
  3. Алексахин Р.М., Булдаков Л.А., Губанов В.А. и др. Крупные радиационные аварии: последствия и защитные меры. M.: ИздАТ, 2001. 752 с.
  4. Molchanova I., Mikhailovskaya L., Antonov K. et al. Current assessment of integrated content of long-lived radionuclides in soils of the head part of the East Ural Radioactive Trace // Journal of Environmental Radioactivity. 2014. V. 138. P. 238–248. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2014.09.004
  5. Pozolotina V.N., Shalaumova Y. V., Lebedev V.A. et al. Forests in the East Ural Radioactive Trace: structure, spatial distribution, and the 90Sr inventory 63 years after the Kyshtym accident // Environmental Monitoring and Assessment. 2023. V. 195. № 6. P. 1–13. https://doi.org/10.1007/S10661-023-11300-Y/FIGURES/4
  6. ICRP, 2008. Environmental protection - the concept and use of reference animals and plants. ICRP publication 108 // Annals of the ICRP. 2008. V. 38. № 4–6. P. 1–332. https://doi.org/10.1016/j.icrp.2007.10.003
  7. Kukarskih V.V., Modorov M.V., Devi N.M. et al. Radial growth of Pinus sylvestris in the East Ural Radioactive Trace (EURT): Climate and ionizing radiation // Science of the Total Environment. 2021. V. 781. Art. 146827. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.146827
  8. Björklund J., Von Arx G., Nievergelt D. et al. Scientific merits and analytical challenges of tree-ring densitometry // Reviews of Geophysics. 2019. V. 57. № 4. P. 1224–1264. https://doi.org/10.1029/2019RG000642
  9. Björklund J., Seftigen K., Fonti P. et al. Dendroclimatic potential of dendroanatomy in temperature-sensitive Pinus sylvestris // Dendrochronologia. 2020. V. 60. Art. 125673. https://doi.org/10.1016/J.DENDRO.2020.125673
  10. De Micco V., Carrer M., Rathgeber C.B.K. et al. From xylogenesis to tree rings: wood traits to investigate tree response to environmental changes // IAWA Journal. 2019. V. 40. № 2. P. 155–182. https://doi.org/10.1163/22941932-40190246
  11. Edwards J., Anchukaitis K.J., Gunnarson B.E. et al. The origin of tree-ring reconstructed summer cooling in Northern Europe during the 18th century eruption of Laki // Paleoceanography and Paleoclimatology. 2022. V. 37. № 2. Art. e2021PA004386. https://doi.org/10.1029/2021PA004386
  12. Carrer M., Brunetti M., Castagneri D. The imprint of extreme climate events in century-long time series of wood anatomical traits in high-elevation conifers // Frontiers in Plant Science. 2016. V. 7. Art. 683. https://doi.org/10.3389/FPLS.2016.00683/BIBTEX
  13. Wimmer R. Wood anatomical features in tree-rings as indicators of environmental change // Dendrochronologia. 2002. V. 20. № 1–2. P. 21–36. https://doi.org/10.1078/1125-7865-00005
  14. Arbellay E., Jarvis I., Chavardès R.D. et al. Tree-ring proxies of larch bud moth defoliation: Latewood width and blue intensity are more precise than tree-ring width // Tree Physiology. 2018. V. 38. № 8. P. 1237–1245. https://doi.org/10.1093/treephys/tpy057
  15. Lopez-Saez J., Corona C., von Arx G. et al. Tree-ring anatomy of Pinus cembra trees opens new avenues for climate reconstructions in the European Alps // Science of the Total Environment. 2023. V. 855. Art. 158605. https://doi.org/10.1016/J.SCITOTENV.2022.158605
  16. Prendin A.L., Petit G., Carrer M. et al. New research perspectives from a novel approach to quantify tracheid wall thickness // Tree Physiology. 2017. V. 37. № 7. P. 976–983. https://doi.org/10.1093/TREEPHYS/TPX037
  17. Holmes R.L. Computer‐assisted quality control in tree‐ring dating and measurement // Tree-Ring Bulletin. 1983. V. 43. P. 69–78.
  18. Grissino-Mayer H.D. Evaluating crossdating accuracy: A manual and tutorial for the computer program COFECHA // Tree-Ring Research. 2001. V. 57. № 2. P. 205–221.
  19. Rossi S., Anfodillo T., Menardi R. Trephor: A new tool for sampling microcores from tree stems // IAWA Journal. 2006. V. 27. № 1. P. 89–97. https://doi.org/10.1163/22941932-90000139
  20. Prislan P., Gričar J., Čufar K. Wood sample preparation for microscopic analysis [Electronic resource]. 2014. URL: http://streess-cost.eu/
  21. Denne M.P. Definition of latewood according to Mork // IAWA Journal. 1989. V. 10. № 1. P. 59–62.
  22. Mork E.D. Qualität des Fichtenholzes unter besonderer Rücksichtnahme auf Schleif- und Papierholz // Der Papier-Fabrikant. 1928. V. 48. P. 741–747.
  23. Arzac A., Tabakova M.A., Khotcinskaia K. et al. Linking tree growth and intra-annual density fluctuations to climate in suppressed and dominant Pinus sylvestris L. trees in the forest-steppe of Southern Siberia // Dendrochronologia. 2021. V. 67. Art. 125842. https://doi.org/10.1016/J.DENDRO.2021.125842
  24. Castagneri D., Prendin A.L., Peters R.L. et al. Long-term impacts of defoliator outbreaks on larch xylem structure and tree-ring biomass // Frontiers in Plant Science. 2020. V. 11. Art. 541137. https://doi.org/10.3389/FPLS.2020.01078/BIBTEX
  25. Filion L., Cournoyer L. Variation in wood structure of eastern larch defoliated by the larch sawfly in subarctic Quebec, Canada // Canadian Journal of Forest Research. 1995. V. 25. № 8. P. 1263–1268. https://doi.org/10.1139/X95-139
  26. Павлов И.Н., Агеев А.А., Барабанова О.А. Формирование годичных колец у основных хвойных лесообразующих пород Сибири после дефолиации кроны Dendrolimus superans sibiricus Tschetv. // Хвойные бореальной зоны. 2009. V. XXVI. № 2. C. 161–172.
  27. Ваганов Е.А., Шашкин А.В. Рост и структура годичных колец хвойных. Новосибирск: Наука, 2000. 232 c.
  28. Modorov M., Seleznev A., Mikhailovskaya L. Heterogeneity of 90Sr radioactive contamination at the head part of the East Ural radioactive trace (EURT) // Journal of Environmental Radioactivity. 2017. V. 167. P. 117–126. https://doi.org/10.1016/J.JENVRAD.2016.11.019
  29. Mikhailovskaya L.N., Modorov M. V., Pozolotina V.N. et al. Heterogeneity of soil contamination by 90Sr and its absorption by herbaceous plants in the East Ural Radioactive Trace area // Science of the Total Environment. 2019. V. 651. P. 2345–2353. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.10.119
  30. Orekhova N.A., Modorov M.V. East Urals Radioactive Trace: Dose-dependent functional-metabolic effects in the myocardium of the pygmy wood mouse (Apodemus uralensis) taking into account population size // Journal of Environmental Radioactivity. 2017. V. 175–176. P. 15–24. https://doi.org/10.1016/J.JENVRAD.2017.04.005
  31. Orekhova N.A., Modorov M. V., Davydova Y.A. Structural-functional modifications of the liver to chronic radioactive exposure in pygmy wood mouse (Apodemus uralensis) within the East-Urals Radioactive Trace // Journal of Environmental Radioactivity. 2019. V. 199–200. P. 25–38. https://doi.org/10.1016/J.JENVRAD.2019.01.002
  32. Skuterud L., Goltsova N.I., Næumann R. et al. Histological changes in Pinus sylvestris L. in the proximal-zone around the Chernobyl power plant // Science of the Total Environment. 1994. V. 157. № 11. P. 387–397. https://doi.org/10.1016/0048-9697(94)90602-5
  33. Netsvetov M., Prokopuk Y., Holiaka D. et al. Is there Chornobyl nuclear accident signature in Scots pine radial growth and its climate sensitivity? // Science of the Total Environment. 2023. V. 878. Art. 163132. https://doi.org/10.1016/J.SCITOTENV.2023.163132
  34. Tulik M. Cambial history of Scots pine trees (Pinus sylvestris) prior and after the Chernobyl accident as encoded in the xylem // Environmental and Experimental Botany. 2001. V. 46. № 1. P. 1–10. https://doi.org/10.1016/S0098-8472(01)00075-2
  35. Tulik M., Rusin A. Microfibril angle in wood of Scots pine trees (Pinus sylvestris) after irradiation from the Chernobyl nuclear reactor accident // Environmental Pollution. 2005. V. 134. № 2. P. 195–199. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2004.08.009

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Тонкий срез керна сосны обыкновенной из головной части ВУРСа (дерево № 1). На увеличенном фрагменте четко видны изменения анатомической структуры в годы после Кыштымской аварии

Скачать (426KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Изменчивость числа клеток ксилемы четырех деревьев сосны обыкновенной (1–4) на территории ВУРСа. Стрелками показаны годы после Кыштымской аварии (1958–1962), в которые среднее число клеток в ряду в 2 раза и более ниже этого показателя в доаварийные годы (1952–1957). Цифры над стрелками соответствует номеру деревьев

Скачать (169KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024